Au fost creați mini-creieri de neanderthali prin modificarea unei singure gene umane

O echipă de cercetători a reușit să crească mini-creieri de tip Neanderthal într-un laborator, modificând o singură genă umană către o variantă arhaică. În afară că permite o vizualizare atentă a cortexului rudei dispărute a oamenilor moderni, experimentul este uimitor și prin faptul că oferă noi informații despre rădăcinile genetice ale inteligenței umane.

Autorii studiului de la Universitatea din California, publicat în revista Science, au subliniat că organoidele pe care le-au creat nu ar trebui să fie considerate adevărate creiere de Neanderthal, ci seamănă mai mult cu pete de neuroni care posedă caracteristicile genetice ale acestei specii de hominide dispărute.

• Telescopul Webb a găsit o populație neobișnuit de mare de asteroizi între Jupiter și Marte
• Un nou studiu dezvăluie cum au jucat cometele un rol „major” în apariția vieții pe Pământ

Inițial, cercetătorii au comparat genomului secvențiat al oamenilor moderni și al neanderthalienilor și au identificat 61 de mutații specifice care separă cele două specii. Dintre aceste gene modificate, le-a atras atenția în special una.

Cunoscută sub numele de antigen ventral neuro-oncologic 1 (NOVA1), gena este un regulator principal al altor gene și joacă un rol central în formarea sinapselor (conexiunile dintre neuroni). Mai precis, NOVA1 influențează un proces numit matisare, care este crucial pentru expresia genelor.

Gena NOVA1, importantă pentru dezvoltarea neuronală

La om, alterarea matisării NOVA1 a fost asociată cu diferite tulburări neurologice, subliniind importanța acestei gene pentru dezvoltarea neuronală.

Varianta neanderthală a NOVA1 diferă de cea a oamenilor moderni printr-un singur bloc de construcție moleculară, cunoscut sub numele de nucleotidă. Cu toate acestea, schimbarea unei variante cu alta s-a dovedit a avea consecințe dramatice.

Pentru a descoperi acest lucru, cercetătorii au folosit tehnica de editare genetică CRISPR pentru a modifica genomul celulelor stem pluripotente umane, schimbând varianta lor NOVA1 umană în forma neanderthaliană. Aceste celule stem s-au dezvoltat ulterior în neuroni, formând organoizi mici din țesutul cerebral neanderthalian.

Chiar și cu ochiul liber, aceste mini-creiere diferă foarte mult de organoidele umane, prezentând o formă semnificativ diferită. O cercetare mai atentă a evidențiat că organoizii neanderthalieni s-au dezvoltat mai lent și au o complexitate a suprafeței mai mare decât cei cu gena modernă NOVA1.

Totodată, expresia variantei arhaice a dus la modificarea interacțiunilor proteinelor sinaptice și semnalizarea neurotransmițătorului, împiedicând și sincronizarea neuronilor în rețele.

Modificarea genei a avut consecințe asupra evoluției speciei umane

Pe baza acestor observații, cercetătorii au concluzionat în studiu că „înlocuirea specifică umană din NOVA1, care a devenit fixă ​​la oamenii moderni după separarea de neandertalieni, ar fi putut avea consecințe funcționale asupra evoluției speciei noastre”.

„Este fascinant să vezi că o singură modificare a perechii de bază în ADN-ul uman poate schimba modul în care este conectat creierul”, a afirmat autorul principal al studiului, dr. Alysson Muotri.

Deși cercetătorii nu știu când și cum s-a produs această schimbare în istoria noastră evolutivă, dr. Alysson Muotri afirmă că ar fi semnificativă și ar putea ajuta la explicarea unora dintre capacitățile noastre moderne ce vizează comportamentul social, limbajul, adaptarea, creativitatea și inclusiv utilizarea tehnologiei, relatează IFL Science.

Cu toate acestea, este important de menționat că acest studiu a analizat doar impactul unei variante de gene neanderthaliene și că mai sunt încă 60 de gene de investigat.

Astfel, pentru a înțelege exact modul în care arăta și funcționa un creier neanderthalian, cercetătorii vor trebui să creeze organoizi care să dețină toate aceste variante de gene antice.

Vă recomandăm să citiți și:

ADN-ul moștenit de la neanderthali crește riscul de cancer și boli autoimune la oamenii moderni

Oasele unui copil îngropat în urmă cu 40.000 de ani au elucidat un mister care i-a neliniștit mereu pe arheologi

Primii hibrizi ai oamenilor moderni au apărut în urmă cu 700.000 de ani

Descoperirea unui craniu strivit al unui Neanderthal ar putea schimba perspectiva asupra evoluţiei omului. FOTO